BR112019006254B1

BR112019006254B1 - Placa de aço

Info

Publication number: BR112019006254B1
Application number: BR112019006254-8A
Authority: BR
Inventors: Mitsuru Sawamura; Naoki Saitoh; Yasunori Takahashi; Takumi Miyake; Norimasa Kawabata; Takeshi Tsuzuki
Original assignee: Nippon Steel Corporation
Priority date: 2017-06-21
Filing date: 2018-02-27
Publication date: 2022-08-09
Also published as: EP3502296A4; AU2018287603B2; AU2018287603A1; BR112019006254A2; US20190226066A1; KR20190044689A; CN109937266B; KR102009630B1; CN109937266A; EP3502296A1; EP3502296B1; WO2018235342A1

Abstract

Trata-se de uma placa de aço de acordo com uma modalidade que tem uma composição química especificada. O indicador Q determinado a partir da fórmula (1) é 0,00 ou mais. A quantidade equivalente de carbono equivalente de carbono Ceq (%)determinada a partir da fórmula (2) é menos que 0,800%. A razão da diferença entre a dureza de superfície e a dureza no centro na direção de espessura de placa em relação à dureza de superfície em temperatura ambiente é 15,0% ou menos. A dureza de superfície em temperatura ambiente é uma dureza Vickers de 400 ou mais, e a espessura de placa é de 40 mm ou mais. Fórmula (1): Q = 0,18 -1,3(logT) + 0,75(2,7 × [C] + [Mn] + 0,45 × [Ni] + 0,8 × [Cr] + 2 × [Mo]) Fórmula (2): Ceq (%) = [C] + [Mn]/6 + [Si]/24 + [Ni]/40 + [Cr]/5 + [Mo]/4 + [V]/4

Description

CAMPO TÉCNICO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a uma placa de aço (placa de aço resistente ao desgaste) que tem excelente resistência ao desgaste.

[002] É reivindicada a prioridade do pedido de patente Japonesa no 2017-121641, depositado em 21 de junho de 2017, cujo conteúdo é incorporado ao presente documento a título de referência.

TÉCNICA RELACIONADA

[003] Para aplicações tais como máquinas de construção e máquinas industriais, uma placa de aço resistente ao desgaste que pode ser usada por um longo período de tempo é necessária mesmo sob um ambiente de desgaste severo, e do ponto de vista de assegurar uma margem de desgaste devido a um aumento em espessura de aço, uma melhora na resistência ao desgaste é necessária. Em geral, de modo a melhorar a resistência ao desgaste de uma placa de aço, é necessário aumentar a dureza da placa de aço. Particularmente, em uma placa de aço resistente ao desgaste espessa que tem uma espessura de aço de 40 mm ou mais, um objetivo da mesma é assegurar não somente a dureza na vizinhança da superfície da placa de aço (doravante, algumas vezes referida como "dureza em uma porção de camada da superfície", e uma porção de camada da superfície é uma região de 1 mm a 5 mm a partir da superfície da placa de aço na direção de espessura), mas também a dureza na porção central na direção de espessura (doravante, algumas vezes referida como "dureza em uma porção central de espessura", e a porção central é uma região de ±5 mm (10 mm em espessura total) a partir de uma posição (isto é, o centro da espessura de aço) na direção contrária da superfície da placa de aço em 1/2 da espessura de aço T (isto é, T/2) na direção de espessura), na qual é difícil obter dureza.

[004] Uma vez que placas de aço resistentes ao desgaste são localmente expostas a uma temperatura maior que uma temperatura ambiente e algumas vezes usada sob ambientes severos, pode haver casos em que é necessário que as placas de aço resistentes ao desgaste tenham uma pequena diminuição em dureza (excelente dureza em alta temperatura) mesmo em uma faixa de temperatura maior que uma temperatura ambiente (por exemplo, uma faixa de temperatura de cerca de 150°C a 300°C). As placas de aço nas quais o teor de Si é aumentado para assegurar dureza em uma faixa de temperatura maior que uma temperatura ambiente (doravante, algumas vezes referido como "dureza em alta temperatura") foram propostas (por exemplo, referem-se os Documentos de Patente nos 1 a 3).

DOCUMENTO DA TÉCNICA ANTERIOR DOCUMENTOS DE PATENTE

[005] Documento de Patente no 1 Pedido de Patente Não Examinado, Primeira Publicação no JP H8-41535

[006] Documento de Patente no 2 Pedido de Patente Não Examinado, Primeira Publicação no JP 2001-49387

[007] Documento de Patente no 3 Pedido de Patente Não Examinado, Primeira Publicação no JP 2002-235144

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO PROBLEMAS A SEREM SOLUCIONADOS PELA INVENÇÃO

[008] Por exemplo, o Documento de Patente no 1 propõe uma placa de aço que tem um teor de Si de 0,40 a 1,50 % em massa (doravante, "% em massa" é simplesmente referido como "%") e que contém Nb. No entanto, no Documento de Patente no 1, a espessura de aço da placa de aço é 40 mm ou menor, a dureza na porção central de espessura da mesma não é descrita, e não há exame do ponto de vista de assegurar uma margem de desgaste devido a um aumento na espessura da placa de aço.

[009] No Documento de Patente no 2, um ambiente de desgaste severo localmente exposto a uma temperatura maior que uma temperatura ambiente é postulado, e um aço que contém Si em uma quantidade de mais do que 0,5% a 1,2% de modo a assegurar a dureza em alta temperatura do aço, e usa fortalecimento de precipitação causado por carboneto V, é proposto. No entanto, o aço que contém uma grande quantidade de V é suscetível a causar rachadura de peças fundidas, e há preocupação de uma diminuição na fabricabilidade.

[0010] O Documento de Patente 3 propõe uma placa de aço que contém 1,00% a 1,50% de Si de modo a assegurar a dureza em alta temperatura da placa de aço. No Documento de Patente 3, é considerado que assegura a dureza na porção central de espessura da placa de aço. No entanto, a diferença entre a dureza na porção de camada da superfície e a dureza na porção central de espessura (doravante, algumas vezes referida como "diferença de dureza entre a porção de camada da superfície e a porção central de espessura", ou simplesmente "diferença de dureza") não é descrita, e não há exame do ponto de vista de assegurar uma margem de desgaste devido a um aumento na espessura da placa de aço.

[0011] Considerando o ambiente de uso e a forma de uso de uma placa de aço resistente ao desgaste, podem existir casos em que a manutenção de uma alta dureza, até mesmo não somente em uma temperatura ambiente, mas também em um ambiente de alta temperatura a cerca de 150 °C a 300 °C, e uma dureza suficiente para a porção central na direção de espessura (porção central de espessura) são necessárias. Embora a dureza na porção central de espessura possa ser facilmente assegurada através do aumento das quantidades de elementos de liga, devido a uma diminuição em soldabilidade, o limite superior de um equivalente de carbono precisa ser fornecido. De modo a assegurar a dureza da placa de aço em um ambiente de alta temperatura, a adição de Si em uma quantidade de mais do que 1,00% é considerada eficaz. No entanto, os inventores constataram que em uma placa de aço que contém Si em uma quantidade de mais do que 1,00%, há uma tendência em direção a um aumento significativo na diferença entre a dureza na porção de camada da superfície e a dureza na porção central de espessura, que não é preferível quanto à resistência ao desgaste da placa de aço.

[0012] Não houve relatos quanto à relação entre a placa de aço que contém Si em uma quantidade de mais do que 1,00% e a diferença de dureza, e não houveram exames suficientes para reduzir a diferença de dureza em uma temperatura ambiente. A presente invenção foi feita levando as circunstâncias mencionadas anteriormente em consideração, e um objetivo da mesma é fornecer uma placa de aço que tem excelente resistência ao desgaste, em que a alta dureza pode ser mantida mesmo em um ambiente de alta temperatura, bem como em uma temperatura ambiente, o equivalente de carbono de uma placa de aço particularmente que tem uma espessura de aço de 40 mm ou mais é ajustado para que seja menor que 0,800%, e a diferença entre uma dureza em uma porção de camada da superfície e uma dureza em uma porção central de espessura em uma temperatura ambiente é ajustada para 15,0% ou menor da dureza na porção de camada da superfície.

MEIOS PARA SOLUCIONAR O PROBLEMA

[0013] Aços que contêm Si em uma quantidade de mais do que 1,00% a 2,00% são vantajosos em termos de resistência ao desgaste, devido ao fato de que a dureza pode ser assegurada em uma temperatura ambiente e altas temperaturas. Por outro lado, constatou-se pelos exames dos inventores que em uma placa de aço que contém Si em uma quantidade de mais do que 1,00% e que tem uma espessura de aço de 40 mm ou mais, uma diferença entre uma dureza em uma porção de camada da superfície e uma dureza em uma porção central de espessura é provável que ocorra em uma temperatura ambiente. Isso se deve ao fato de que a taxa de arrefecimento na porção central da placa de aço na direção de espessura é inferior à da superfície e da porção de camada da superfície, e um estrutura de martensita é formada insuficientemente. No entanto, a influência de um aumento no teor de Si não é necessariamente clara.

[0014] Como um exame futuro, os inventores derivam um índice Q para reduzir a diferença entre uma dureza em uma porção de camada da superfície e uma dureza em uma porção central de espessura em uma temperatura ambiente em uma placa de aço que tem uma espessura de aço de 40 mm ou mais, e que contém Si em uma quantidade de mais do que 1,00%. O índice Q é obtido pela Equação (1) em que a capacidade de endurecimento de elementos de liga e a espessura de aço são consideradas. No entanto, na Equação (1), uma vez que que é dada atenção aos elementos de liga (C, Mn, Ni, Cr, e Mo) diferentes de Si, que são necessário para reduzir a diferença entre a dureza na porção de camada da superfície e a dureza na porção central de espessura da placa de aço que contém Si em uma quantidade de mais do que 1,00%, a quantidade de Si não é considerada. Na seguinte descrição, a dureza em uma temperatura ambiente é algumas vezes referida como "uma dureza à temperatura ambiente". A seguir, sim-plesmente "dureza" representa dureza em uma temperatura ambiente, e uma temperatura ambiente representa 22±5 °C (17 °C a 27 °C).

[0015] A placa de aço, de acordo com a presente invenção, tem uma espessura de aço de 40 mm ou mais, e quando a placa de aço é afetada por tensão residual devido à soldagem ou similares, há preocupação de rachadura atrasada devido ao hidrogênio. Portanto, o equivalente de carbono Ceq (%) obtido pela Equação (2) é menor que 0,800%. Ao fazer com que o índice Q obtido pela Equação (1) seja 0,00 ou mais, a diferença de dureza entre a porção de camada da superfície e a porção central de espessura em uma temperatura ambiente se torna 15,0% ou menos da dureza na porção de camada da superfície, de modo que uma placa de aço que tem uma pequena diferença de dureza, um baixo equivalente de carbono, uma espessura de aço de 40 mm ou mais e excelente resistência ao desgaste possa ser obtida. A unidade do índice Q obtido substituindo-se valores numéricos adimensionais para a espessura de aço T e a quantidade [X] de cada elemento X em Equação (1) é adimensional. Adicionalmente, a unidade da Ceq de equivalente de carbono obtido pela Equação (2) é "%". Q = 0,18 -1,3(logT) + 0,75(2,7 * [C] + [Mn] + 0,45 x [Ni] + 0,8 * [Cr] + 2 x [Mo]) „.(1) Ceq (%) = [C] + [Mn]/6 + [Si]/24 + [Ni]/40 + [Cr]/5 + [Mo]/4 + [V]/4 -(2)

[0016] Aqui, o índice Q de Equação (1) é calculado substituindo-se o valor numérico da espessura de aço T (mm), o valor numérico da quantidade [X] de cada elemento X em termos de % em massa e 0 em um caso em que o elemento X não está contido. O equivalente de carbono Ceq (%) de Equação (2) é calculado substituindo-se o valor numérico da quantidade [X] de cada elemento X em termos de % em massa e 0 em um caso em que o elemento X não está contido.

[0017] A presente invenção foi feita com base nas constatações acima, e a essência da mesma é como a seguir. [1] A placa de aço, de acordo com um aspecto da presente invenção inclui, como uma composição química, em % em massa: C: 0,20% a 0,35%; Si: mais do que 1,00% a 2,00%; Mn: 0,60% a 2,00%; Cr: 0,10% a 2,00%; Mo: 0,05% a 1,00%; Al: 0,010% a 0,100%; N: 0,0020% a 0,0100%; B: 0,0003% a 0,0020%; P: 0,0200% ou menos; S: menos do que 0,0100%; Cu: 0% a 0,500%; Ni: 0% a 1,00%; Nb: 0% a 0,050%; V: 0% a 0,120%; Ti: 0% a 0,025%; Ca: 0% a 0,050%; Mg: 0% a 0,050%; REM: 0% a 0,100%; e um restante que consiste em Fe e impurezas, em que um índice Q obtido pela Equação (1) é 0,00 ou mais; um equivalente de carbono Ceq (%) obtido pela Equação (2) é menor que 0,800%; uma razão de uma diferença entre uma dureza em uma porção de camada da superfície e uma dureza em uma porção central de espessura para a dureza na porção de camada da superfície em uma temperatura ambiente é 15,0% ou menor, e a dureza na porção de camada da superfície em uma temperatura ambiente é 400 ou mais em termos de dureza Vickers, e uma espessura de aço T é 40 mm ou mais, Q = 0,18 -1,3(logT) + 0,75(2,7 * [C] + [Mn] + 0,45 x [Ni] + 0,8 * [Cr] + 2 x [Mo]) „.(1) Ceq (%) = [C] + [Mn]/6 + [Si]/24 + [Ni]/40 + [Cr]/5 + [Mo]/4 + [V]/4 -(2) em que o índice Q de Equação (1) é calculado substituindo- se um valor numérico da espessura de aço T (mm), um valor numérico de uma quantidade [X] de cada elemento X em termos de % em massa e 0 em um caso em que o elemento X não está contido, o equivalente de carbono Ceq (%) de Equação (2) é calculada substituindo-se um valor numérico de uma quantidade [X] de cada elemento X em termos de % em massa e 0 em um caso em que o elemento X não está contido. [2] Na placa de aço de acordo com [1], o índice Q pode ser 0,04 ou mais, e a razão pode ser 13,0% ou menos. [3] Na placa de aço de acordo com [1] ou [2], como a composição química, em % em massa, Ni é 0,05% a 1,00%. [4] Na placa de aço de acordo com qualquer um dentre [1] a [3], como a composição química, em % em massa, Mn é 0,63% a 2,00%. EFEITOS DA INVENÇÃO

[0018] De acordo com o aspecto da presente invenção, é possível fornecer uma placa de aço que tem excelente resistência ao desgaste, em que a alta dureza pode ser mantida mesmo em um ambiente de alta temperatura, bem como em uma temperatura ambiente, o equivalente de carbono Ceq (%) de uma placa de aço particularmente que tem uma espessura de aço de 40 mm ou mais é menor que 0,800%, e a diferença entre a dureza na porção de camada da superfície e a du-reza na porção central de espessura em uma temperatura ambiente é ajustada para 15,0% ou menos da dureza na porção de camada da superfície. A placa de aço de acordo com a presente invenção pode ser usada por um longo período de tempo mesmo em um ambiente severo em uma temperatura de cerca de 150 °C a 300 °C e, assim, a contribuição da mesma para a indústria é extremamente notável. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0019] A Figura 1 é uma vista que ilustra uma mudança na diferença entre uma dureza de superfície de uma placa de aço e uma dureza de referência com temperatura.

[0020] A Figura 2 é uma vista que ilustra as distribuições de dureza de placas de aço em uma direção de espessura.

[0021] A Figura 3 é uma vista que ilustra a relação entre uma razão de diferença de dureza ΔHv/Hvs da placa de aço e um índice Q. MODALIDADES DA INVENÇÃO

[0022] A relação entre o teor de Si de uma placa de aço e uma mudança em dureza com temperatura será descrita com referência à Figura 1. A Figura 1 é uma vista que ilustra uma mudança na diferença entre uma dureza de superfície da placa de aço e uma dureza de referência com temperatura. Um resultado da realização de endurecimento em placas de aço que tem um teor de C constante, um teor de Si variável e uma espessura de aço de 40 mm, e a medição da dureza Vickers (dureza de superfície) HV5 na superfície da placa de aço a partir de uma temperatura ambiente a 400 °C, é mostrada na Figura 1. O eixo geométrico vertical na Figura 1 é a diferença entre a dureza Vickers (dureza de superfície) HV5 em cada temperatura de cada aço e a dureza Vickers (dureza de referência) HV5 em uma temperatura ambiente de uma placa de aço que tem um teor de Si de 0,25%. A dureza Vickers HV5 foi medida através do recorte de uma amostra a partir de uma posição de 5 mm de profundidade a partir da superfície da placa de aço, e pela condução de um teste de dureza Vickers em alta temperatura com base em JIS Z 2252D1991 com uma força de teste de 49,03 N (5kgf). A dureza de referência foi medida sob as mesmas condições que as do teste de dureza Vickers em alta temperatura descrito acima, exceto pelo controle de temperatura.

[0023] A partir da Figura 1, pode ser visto que a dureza em temperatura ambiente e a dureza em alta temperatura são aumentadas pelo aumento no teor de Si e uma redução na dureza (a diferença entre a dureza de superfície e a dureza de referência) em um ambiente de alta temperatura também diminui. Como descrito acima, pode ser visto que uma placa de aço que contém Si em uma quantidade de mais do que 1,00% a 2,00% pode assegurar dureza em uma temperatura ambiente e alta temperaturas, e, assim, tem excelente resistência ao desgaste.

[0024] Em seguida, a Figura 2 mostra distribuições de dureza (dureza Vickers) de placas de aço (espessura de aço 40 mm) que contêm Si em uma quantidade de mais do que 1,00% na direção de espessura após o endurecimento. A dureza Vickers HV5 foi medida com base em JIS Z 2244: 2009 em uma temperatura ambiente com uma força de teste de 49,03 N (5 kgf). Como mostrado na Figura 2, uma dureza em uma porção central de espessura é inferior a uma dureza em uma porção de camada da superfície. Ademais, a partir dos resultados do teste de dureza Vickers, a dureza na porção de camada da superfície Hvs (o valor médio das durezas Vickers medidas em uma faixa de 1 mm a 5 mm a partir da superfície da placa de aço na direção de espessura) e a dureza na porção central de espessura Hvc (o valor médio de durezas Vickers medida em uma faixa de ±5 mm (10 mm em espessura total) a partir da porção central da placa de aço na direção de espessura) foram obtidas, e a diferença (diferença de dureza) ΔHv entre a dureza na porção central de espessura e a dureza na porção de camada da superfície em uma temperatura ambiente foi calculada. Isto é, ΔHv é expressa pela Equação (a). ΔHv = Hvs - Hvc - ■ -(a)

[0025] Os resultados do teste de dureza Vickers são mostrados na Tabela 1, A partir da Tabela 1, pode ser visto que ΔHv aumenta com um aumento no teor de Si. Como descrito acima, os inventores consta- taram que uma placa de aço espessa que tem um grande teor de Si tende a causar uma diferença entre a dureza na porção de camada da superfície e a dureza na porção central de espessura em uma temperatura ambiente.

[0026] Portanto, os inventores conduziram exames em um método para reduzir a diferença de dureza entre a porção de camada da superfície e a porção central de espessura em uma temperatura ambiente em uma placa de aço que contém Si em uma quantidade de mais do que 1,00% e que tem uma espessura de aço de 40 mm ou mais. Os inventores conduziram repetidamente exames para reduzir a dife-rença de dureza da placa de aço em consideração da capacidade de endurecimento de elementos de liga e a espessura de aço.

[0027] De modo a assegurar a dureza da placa de aço, em lami- nação a quente, a placa de aço é tipicamente reaquecida a uma temperatura do ponto Ac3 ou maior, em que a transformação para austeni- ta termina quando a temperatura se eleva, e, depois disso, submetida a arrefecimento com água ou similares (endurecimento). Nesse momento, a taxa de arrefecimento na porção de camada da superfície da placa de aço é rápida e, assim, dureza suficiente pode ser assegurada. Por outro lado, a taxa de arrefecimento na porção central de es-pessura da placa de aço é inferior à da dureza na porção de camada da superfície, de modo que a formação de martensita se torna insuficiente, resultando em uma diminuição na dureza.

[0028] Como descrito acima, a taxa de arrefecimento diminui na porção central de espessura da placa de aço. Portanto, de modo a as- segurar uma dureza suficiente na porção central de espessura da placa de aço, é necessário aumentar as quantidades dos elementos de liga para aumentar a capacidade de endurecimento. No entanto, em um caso em que as quantidades dos elementos de liga são constantes, existem problemas em que a capacidade de endurecimento se torna insuficiente dependendo da espessura de aço, e os custos são aumentados, ou a soldabilidade é prejudicada ao incluir quantidades desnecessárias dos elementos de liga. Portanto, de modo a controlar as quantidades dos elementos de liga dentro de faixas apropriadas, é necessário considerar a influência da espessura de aço na taxa de arrefecimento na porção central de espessura.

[0029] Os inventores estabelecem a relação entre as quantidades dos elementos de liga que tem capacidade de endurecimento e a espessura de aço, que influencia a razão de diferença de dureza ΔHv/Hvs de vários aços que contêm Si em uma quantidade de mais do que 1,00% e que tem uma espessura de aço de 40 mm ou mais, e deriva um índice Q mostrado na Equação (1). A razão da diferença de dureza ΔHv/Hvs (%) representa a razão obtida ao dividir a diferença entre a dureza na porção de camada da superfície e a dureza na porção central de espessura em uma temperatura ambiente pela dureza na porção de camada da superfície como uma porcentagem. Adicionalmente, a razão de diferença de dureza ΔHv/Hvs (%) é expressa pela Equação (b). Na Equação (b), Hvs é a dureza na porção de camada da superfície (o valor médio de durezas Vickers medidas em uma faixa de 1 mm a 5 mm a partir da superfície da placa de aço na direção de espessura), e a Hvc é a dureza na porção central de espessura (o valor médio de durezas Vickers medidas em uma faixa de ±5 mm (10 mm em espessura total) a partir da porção central da placa de aço na direção de espessura). ΔHv/Hvs (%) = 100 x (Hvs - Hvc)/Hvs ...(b)

[0030] Na técnica relacionada, considerou-se que a capacidade de endurecimento de um aço que contém Si em uma quantidade de mais do que 1,00% diminui à medida que a taxa de arrefecimento diminui. No entanto, os inventores constataram que, quando capacidade de endurecimento é assegurada pela inclusão dos elementos de liga (C, Mn, Ni, Cr, e Mo) adicionalmente a Si no aço que contém Si em uma quantidade de mais do que 1,00%, Si contribui para a melhora na capacidade de endurecimento mesmo quando a taxa de arrefecimento diminui. A Equação (1) é baseada na constatação dos inventores de que é necessário assegurar a capacidade de endurecimento através da inclusão dos elementos de liga (C, Mn, Ni, Cr e Mo) adicionalmente à Si de modo a aumentar a dureza na porção central de espessura, e o índice Q não inclui um termo do teor de Si. Q = 0,18 -1,3(logT) + 0,75(2,7 * [C] + [Mn] + 0,45 x [Ni] + 0,8 * [Cr] + 2 x [Mo]) „.(1)

[0031] Aqui, o índice Q de Equação (1) é calculado substituindo-se o valor numérico da espessura de aço T (mm), o valor numérico da quantidade [X] de cada elemento X em termos de % em massa e 0 em um caso em que o elemento X não está contido. O índice Q é calculado substituindo-se valores numéricos adimensionais para a espessura de aço T e a quantidade [X] de cada elemento em Equação (1). Em adição, log na Equação (1) é o logaritmo de base 10, isto é, o logaritmo comum.

[0032] A Figura 3 mostra a relação entre a razão de diferença de dureza ΔHv/Hvs (%) e o índice Q. A partir da Figura 3, constata-se que em um caso em que a razão de diferença de dureza ΔHv/Hvs (%) é ajustada para 15,0% ou menos da dureza na porção de camada da superfície Hvs como um critério para fazer com que uma placa de aço espessa tenha uma vida útil de serviço longa, é necessário satisfazer Q > 0,00. Adicionalmente, constatou-se que em um caso de ajustar a razão de diferença de dureza ΔHv/Hvs (%) para 13,0% ou menos da dureza na porção de camada da superfície Hvs, é necessário satisfazer Q > 0,04.

[0033] Ademais, uma vez que a placa de aço de acordo com essa modalidade tem uma espessura de aço de 40 mm ou mais, há preocupação de rachadura de fragilização por hidrogênio sob a influência de tensão residual devido à soldagem. Portanto, o equivalente de carbono Ceq (%) expressado pela Equação (2) é menor que 0,800%. A Equação (2) inclui um termo de teor de Si devido ao fato de que a soldabili- dade da placa de aço precisa ser levada em consideração. Ceq (%) = [C] + [Mn]/6 + [Si]/24 + [Ni]/40 + [Cr]/5 + [Mo]/4 + [V]/4 -^(2)

[0034] O equivalente de carbono Ceq (%) de Equação (2) é calculado substituindo-se o valor numérico da quantidade [X] de cada elemento X em termos de % em massa, e 0 é substituído em um caso em que o elemento X não está contido. A unidade da Ceq de equivalente de carbono obtida pela Equação (2) é "%".

[0035] Ao fazer com que o índice Q em Equação (1) seja 0,00 ou mais, a diferença de dureza ΔHv entre a porção de camada da superfície e a porção central de espessura da placa de aço em uma temperatura ambiente se torna 15,0% ou menos da dureza na porção de camada da superfície Hvs, de modo que uma placa de aço que tem uma pequena diferença de dureza, um equivalente de carbono menor que 0,800%, uma espessura de aço de 40 mm ou mais e excelente resistência ao desgaste possa ser obtida.

[0036] Doravante, a placa de aço de acordo com essa modalidade será descrita em detalhe. Em primeiro lugar, a composição química da placa de aço, de acordo com essa modalidade, será descrita. A menos que especificado de outro modo, % em relação à composição química significa % em massa. <C: 0,20% a 0,35%>

[0037] C é um elemento eficaz para melhorar a dureza, e o teor de C é ajustado para 0,20% ou mais de modo a assegurar a dureza da placa de aço. O teor de C é preferencialmente 0,22% ou mais, e mais preferencialmente 0,24% ou mais. Por outro lado, quando o teor de C ultrapassa 0,35%, a suscetibilidade à fragilização por hidrogênio aumenta devido a um aumento em dureza, e há preocupação quanto à ocorrência de rachadura devido à fragilização por hidrogênio. Portanto, o teor de C é ajustado para 0,35% ou menos. O teor de C é ajustado para preferencialmente 0,32% ou menos, e mais preferencialmente 0,30% ou menos. <Si: Mais do que 1,00% a 2,00%>

[0038] Si é um agente desoxidante e é um elemento eficaz para melhorar a dureza da placa de aço. Nessa modalidade, Si é um elemento extremamente importante para manter a dureza da placa de aço em um ambiente de alta temperatura. De modo a obter o efeito de conter Si, o teor de Si é ajustado para que seja mais do que 1,00%. O teor de Si é preferencialmente 1,10% ou mais, e mais preferencialmente 1,20% ou mais ou 1,30% ou mais. Por outro lado, quando o teor de Si ultrapassa 2.00%, a resistibilidade da placa de aço pode ser prejudicada, de modo que o teor de Si é ajustado para 2,00% ou menor. O teor de Si é ajustado para preferencialmente 1,90% ou menos, e mais preferencialmente 1,80% ou menos. <Mn: 0,60% a 2,00%>

[0039] O Mn é um elemento que aumenta a capacidade de endurecimento e melhora a dureza, e precisa ser contido em uma quantidade de 0,60% ou mais de modo a assegurar a dureza da placa de aço. O teor de Mn é preferencialmente 0,70% ou mais, e mais preferencialmente 0,80% ou mais. Por outro lado, a inclusão excessiva de Mn diminui a resistibilidade e acelera a formação de cementita, resul- tando em uma diminuição na dureza em alta temperatura da placa de aço. Portanto, o teor de Mn é ajustado para 2,00% ou menor. O teor de Mn é ajustado para preferencialmente 1,50% ou menor ou 1,35% ou menor, e mais preferencialmente 1,20% ou menor ou 1,00% ou menor. <Cr: 0,10% a 2,00%>

[0040] O Cr é um elemento que aumenta a capacidade de endurecimento, e melhora a resistibilidade e dureza da placa de aço. De modo a assegurar a resistibilidade e dureza da placa de aço, o teor de Cr é ajustado para 0,10% ou mais. O teor de Cr é preferencialmente 0,50% ou mais, e mais preferencialmente 0,80% ou mais. Por outro lado, quando o teor de Cr ultrapassa 2,00%, a resistibilidade da placa de aço diminui, de modo que o teor de Cr seja ajustado para 2,00% ou menor. O teor de Cr é ajustado para preferencialmente 1,70% ou menor, e mais preferencialmente 1,50% ou menos. <Mo: 0,05% a 1,00%>

[0041] O Mo é também um elemento que aumenta a capacidade de endurecimento e melhora a dureza da placa de aço. Adicionalmente, o Mo é um elemento eficaz para manter a dureza da placa de aço mesmo em um ambiente de alta temperatura. Portanto, o teor de Mo é ajustado para 0,05% ou mais. O teor de Mo é ajustado para preferencialmente 0,10% ou mais, e mais preferencialmente 0,20% ou mais. Por outro lado, quando o teor de Mo ultrapassa 1,00%, a resistibilidade da placa de aço diminui, de modo que o teor de Mo seja ajustado para 1,00% ou menos. O teor de Mo é ajustado para preferencialmente 0,60% ou menor, e mais preferencialmente 0,40% ou menos. <Al: 0,010% a 0,100%>

[0042] O Al é um elemento eficaz como um agente desoxidante. Adicionalmente, Al é ligado ao N para formar AlN, e refina grãos de cristal, melhorando, desse modo, a resistibilidade da placa de aço. Portanto, o teor de Al é ajustado para 0,010% ou mais. O teor de Al é ajustado para preferencialmente 0,020% ou mais, e mais preferencialmente 0,030% ou mais. Por outro lado, quando Al está contido excessivamente, a resistibilidade da placa de aço diminui, de modo que o teor de Al seja ajustado para 0,100% ou menor. O teor de Al é ajustado para preferencialmente 0,080% ou menor, e mais preferencialmente 0,070% ou menor. <N: 0,0020% a 0,0100%>

[0043] N é um elemento que é ligado ao Al e Ti para formar nitre- tos, e refina grãos de cristal, melhorando, desse modo, a resistibilidade da placa de aço. Portanto, o teor de N é ajustado para 0,0020% ou mais. O teor de N é ajustado para preferencialmente 0,0030% ou mais, e mais preferencialmente 0,0040% ou mais. Por outro lado, quando N é excessivamente contido, nitretos ásperos são formados e a resistibi- lidade da placa de aço diminui, portanto, o teor de N é ajustado para 0,0100% ou menos. O teor de N é ajustado para preferencialmente 0,0080% ou menos, e mais preferencialmente 0,0060% ou menos. <B: 0,0003% a 0,0020%>

[0044] B é um elemento que significativamente aumenta a capacidade de endurecimento de aço e é particularmente eficaz para melhorar a dureza na porção central de espessura da placa de aço. Portanto, o teor de B é ajustado para 0,0003% ou mais. O teor de B é ajustado para preferencialmente 0,0005% ou mais, mais preferencialmente 0,0007% ou mais, e ainda mais preferencialmente 0,0010% ou mais. Por outro lado, em um caso em que B é excessivamente contido, bore- to é formado, a capacidade de endurecimento diminui e a dureza da placa de aço não pode ser assegurada. Portanto, o teor de B é ajustado para 0,0020% ou menos. O teor de B é preferencialmente 0,0018% ou menos, e mais preferencialmente 0,0016% ou menos. <P: 0,0200% ou menos>

[0045] P é uma impureza, e reduz a resistibilidade e trabalhabili- dade da placa de aço. Portanto, o teor de P é limitado a 0,0200% ou menos. O teor de P é ajustado para preferencialmente 0,0150% ou menos, e mais preferencialmente 0,0100% ou menos. O limite inferior do teor de P é preferencialmente 0%, mas do ponto de vista de custos de fabricação, o teor de P pode ser 0,0001% ou mais. <S: Menos que 0,0100%>

[0046] Assim como P, S é uma impureza e reduz a resistibilidade da placa de aço. Portanto, o teor de S é limitado a menor que 0,0100%. O teor de S é ajustado para preferencialmente 0,0070% ou menos, mais preferencialmente 0,0050% ou menos, e ainda mais preferencialmente 0,0030% ou menos. O limite inferior do teor de S é preferencialmente 0%, mas do ponto de vista de custos de fabricação, o teor de S pode ser 0,0001% ou mais.

[0047] Na placa de aço de acordo com essa modalidade, um ou mais dentre Cu, Ni, Nb, V, e Ti podem ser contidos seletivamente para a finalidade de melhorar as propriedades mecânicas, tais como a dureza e resistibilidade da placa de aço. O limite inferior das quantidades desses elementos é 0%. <Cu: 0% a 0,500%>

[0048] Cu é um elemento que forma precipitados finos e contribui para a melhora da força da placa de aço, e pode ser contido em uma quantidade de 0,001% ou mais. O teor de Cu é ajustado para mais preferencialmente 0,050% ou mais, e ainda mais preferencialmente 0,100% ou mais. Por outro lado, quando Cu é excessivamente contido, a resistência ao desgaste da placa de aço é deteriorada, de modo que o limite superior do teor de Cu é ajustado para 0,500% ou menos. O teor de Cu é ajustado para mais preferencialmente 0,450% ou menos, e ainda mais preferencialmente 0,400% ou menos. <Ni: 0% a 1,00%>

[0049] Ni é um elemento que aumenta a capacidade de endurecimento do aço e contribui para a melhora da dureza da placa de aço, e pode ser contido em uma quantidade de 0,05% ou mais. O teor de Ni é ajustado para mais preferencialmente 0,10% ou mais, e ainda mais preferencialmente 0,20% ou mais. Por outro lado, uma vez que Ni é um elemento de liga caro, do ponto de vista de custos, o teor de Ni é ajustado para 1,00% ou menos. O teor de Ni é ajustado para mais preferencialmente 0,70% ou menos, e ainda mais preferencialmente 0,50% ou menos. <Nb: 0% a 0,050%>

[0050] Nb é um elemento que contribui para o refinamento de grãos pela formação de nitreto e suprime recristalização, e pode ser contido em uma quantidade de 0,005% ou mais de modo a melhorar a resistibilidade da placa de aço. O teor de Nb é ajustado para mais preferencialmente 0,007% ou mais, e ainda mais preferencialmente 0,010% ou mais. Por outro lado, quando Nb é excessivamente contido, a resistibilidade da placa de aço pode diminuir. Portanto, o teor de Nb é ajustado para 0,050% ou menos. O teor de Nb é ajustado para mais preferencialmente 0,030% ou menos, e ainda mais preferencialmente 0,020% ou menos. <V: 0% a 0,120%>

[0051] O V é um elemento que contribui para a melhora da dureza da placa de aço, e pode ser contido em uma quantidade de 0,010% ou mais. O teor de V é ajustado para, mais preferencialmente, 0,020% ou mais, e ainda mais preferencialmente 0,040% ou mais. Por outro lado, quando V é excessivamente contido, podem existir casos em que rachadura ocorre em peças fundidas e a fabricabilidade pode ser prejudicada. Portanto, o teor de V é ajustado para 0,120% ou menos. O teor de V é ajustado para mais preferencialmente 0,100% ou menos, e ainda mais preferencialmente 0,070% ou menos. <Ti: 0% a 0,025%>

[0052] O Ti é um elemento que forma TiN, refina grãos de cristal e, assim, melhora a resistibilidade da placa de aço, e pode ser contido em uma quantidade de 0,005% ou mais. O teor de Ti é ajustado para mais preferencialmente 0,007% ou mais, e ainda mais preferencialmente 0,010% ou mais. Por outro lado, a inclusão excessiva de Ti pode reduzir a resistibilidade da placa de aço, de modo que o teor de Ti seja ajustado para 0,025% ou menos. O teor de Ti é ajustado para mais preferencialmente 0,020% ou menos, e ainda mais preferencialmente para 0,015% ou menos.

[0053] De modo a controlar a morfologia e similares das inclusões no aço, um ou mais dentre Ca, Mg e REM podem ser contidos seletivamente. O limite inferior das quantidades desses elementos é 0%. <Ca: 0% a 0,050%> <Mg: 0% a 0,050%> <REM: 0% a 0,100%>

[0054] Qualquer um dentre Ca, Mg, e REM é um elemento que é ligado ao S para formar sulfetos e forma inclusões que são menos prováveis que sejam esticadas pela laminação a quente, e principalmente contribui para a melhora da resistibilidade da placa de aço. Por outro lado, quando Ca, Mg e REM são excessivamente contidos, esses elementos formam óxidos ásperos com O, e podem existir casos em que a resistibilidade da placa de aço pode diminuir. Portanto, cada um dentre o teor de Ca e o teor de Mg é ajustado para 0,050% ou menor, e o teor de REM é ajustado para 0,100% ou menos. Cada um dentre o teor de Ca, o teor de Mg e o teor de REM é ajustado para, mais preferencialmente, 0,020% ou menos e, ainda mais preferencialmente, 0,010% ou menor, ou 0,005% ou menos. Por outro lado, de modo a obter o efeito de melhorar a resistibilidade da placa de aço, é preferível que cada um dentre o teor de Ca e o teor de Mg seja ajusta- do para 0,0005% ou mais, e o teor de REM seja ajustado para 0,001% ou mais. Mais preferencialmente, cada um dentre o teor de Ca e o teor de Mg é ajustado para 0,0007% ou mais, e o teor de REM é ajustado para 0,002% ou mais.

[0055] REM (elementos de metal de terras raras) significa um total de 17 elementos que incluem Sc, Y e lantanídeos. O teor de REM significa a quantidade total desses 17 elementos.

[0056] O restante da composição química da placa de aço, de acordo com essa modalidade, consiste em Fe e impurezas. Aqui, as impurezas significam elementos que são incorporados quando uma placa de aço é fabricada industrialmente, devido a vários fatores em um processo de fabricação que inclui matérias-primas, tais como minério e sucata, e são aceitáveis dentro de uma faixa em que as características da placa de aço, de acordo com essa modalidade, não afetadas de maneira adversa. No entanto, na placa de aço de acordo com essa modalidade, os limites superiores de P e S dentre as impurezas precisam ser especificados como descrito acima.

[0057] Ademais, podem existir casos em que um ou mais dentre O, Sb, Sn e As podem ser incorporados como impurezas no aço. Mesmo se essas impurezas forem incorporadas, não há problema particular desde que essas impurezas estejam em um nível de incorporação típico (faixa de teor) de aço resistente ao desgaste. Portanto, as quantidades das mesmas são limitadas ao nível de incorporação típico do aço resistente ao desgaste como descrito abaixo. O limite inferior das quantidades dessas impurezas é 0%. <O: 0,006% ou menos>

[0058] O pode ser incorporado como uma impureza no aço em alguns casos. No entanto, uma vez que O é um elemento que forma óxidos ásperos, o teor de O é preferencialmente pequeno. Em particular, quando o teor de O ultrapassa 0,006%, óxidos ásperos são forma- dos no aço e a resistência ao desgaste da placa de aço deteriora. Portanto, o teor de O é ajustado para 0,006% ou menor. O teor de O é ajustado para preferencialmente 0,005% ou menos, e mais preferencialmente para 0,004% ou menos. <Sb: 0,01% ou menos>

[0059] Sb é um elemento incorporado a partir de sucata como uma matéria-prima de aço. Em particular, quando Sb é excessivamente contido, a resistência ao desgaste da placa de aço deteriora, de modo que o teor de Sb seja ajustado para 0,01% ou menos. O teor de Sb é ajustado para preferencialmente 0,007% ou menos, ou 0,005% ou menos. <Sn: 0,01% ou menos>

[0060] Como Sb, Sn é um elemento incorporado a partir de sucata como uma matéria-prima de aço. Em particular, quando Sn é excessivamente contido, a resistência ao desgaste da placa de aço deteriora, de modo que o teor de Sn seja ajustado para 0,01% ou menos. O teor de Sn é ajustado para preferencialmente 0,007% ou menos, ou 0,005% ou menos. <As: 0,01% ou menos>

[0061] Como Sb e Sn, As é um elemento incorporado a partir de sucata como uma matéria-prima de aço. Em particular, quando As é excessivamente contido, a resistência ao desgaste da placa de aço deteriora, de modo que o teor de As seja ajustado para 0,01% ou menos. O teor de As é ajustado para preferencialmente 0,007% ou menos, ou 0,005% ou menos.

[0062] Na placa de aço, de acordo com essa modalidade, o índice Q obtido pela Equação (1) é ajustado para 0,00 ou mais, de modo que a diferença de dureza entre a porção de camada da superfície e a porção central de espessura da placa de aço em uma temperatura ambiente seja pequena, e a razão da diferença de dureza para a dureza na porção de camada da superfície seja 15,0% ou menor. O índice Q é calculado substituindo-se valores numéricos adimensionais pelo valor numérico da espessura de aço T (mm) e o valor numérico da quantidade [X] de cada elemento X em termos de % em massa, e [X] é ajustado para 0 em um caso em que o elemento X não está contido. De modo a reduzir a diferença de dureza entre a porção de camada da superfície e a porção central de espessura da placa de aço, o índice Q é ajustado para preferencialmente 0,01 ou mais, mais preferencial-mente 0,04 ou mais, ainda mais preferencialmente 0,05 ou mais e, ainda com a maior preferência, 0,10 ou mais. O limite superior do índice Q não é particularmente especificado. No entanto, uma vez que o equivalente de carbono Ceq (%) também aumenta à medida que o índice Q aumenta, o índice Q é limitado por si só. De modo a assegurar a soldabilidade ao fazer com o equivalente de carbono Ceq (%) seja menor que 0,800%, o índice Q é preferencialmente 1,10 ou menor. O índice Q é ajustado para mais preferencialmente 0,80 ou menor ou 0,50 ou menor, e mais preferencialmente 0,30 ou menor, ou 0,20 ou menor. Q = 0,18 -1,3(logT) + 0,75(2,7 * [C] + [Mn] + 0,45 x [Ni] + 0,8 * [Cr] + 2 x [Mo]) „.(1)

[0063] Na placa de aço de acordo com essa modalidade, de modo a suprimir rachadura de soldagem e assegurar a soldabilidade da placa de aço, o equivalente de carbono Ceq (%) é ajustado para ser menor que 0,800%. A equivalente de carbono Ceq (%) é calculado substituindo-se o valor numérico da quantidade [X] de cada elemento em termos de % em massa, e [X] é ajustada para 0 em um caso em que o elemento X não está contido. O limite inferior do equivalente de carbono não é particularmente especificado. No entanto, uma vez que o índice Q também aumenta à medida que o equivalente de carbono Ceq (%) diminui, o equivalente de carbono Ceq (%) é limitado por si só. De modo a reduzir a diferença de dureza ao ajustar o índice Q para 0,00 ou mais, o equivalente de carbono Ceq (%) é preferencialmente 0,507% ou mais. De modo a aumentar a resistência ao desgaste da placa de aço, o equivalente de carbono Ceq (%) é ajustado para mais preferencialmente 0,600% ou mais, e mais preferencialmente 0,650% ou mais. O equivalente de carbono Ceq (%) é ajustado para ainda mais preferencialmente 0,700% ou mais. De modo a aprimorar a sol- dabilidade da placa de aço, o equivalente de carbono Ceq (%) pode ser 0,785% ou menor, 0,770% ou menor, ou 0,760% ou menor. Ceq (%) = [C] + [Mn]/6 + [Si]/24 + [Ni]/40 + [Cr]/5 + [Mo]/4 + [V]/4 -^(2)

[0064] Na placa de aço de acordo com essa modalidade, uma vez que a diferença (diferença de dureza) entre a dureza na porção de camada da superfície e a dureza na porção central de espessura em uma temperatura ambiente é pequena, e a razão da diferença entre a dureza na porção de camada da superfície e a dureza na porção central de espessura para a dureza na porção de camada da superfície é 15,0% ou menor, excelente resistência ao desgaste pode ser exibida por um longo período de tempo. É preferível que a razão de diferença de dureza ΔHv/Hvs (%) seja tão pequena quanto possível. No entanto, é difícil ajustar a razão de diferença de dureza ΔHv/Hvs (%) para que seja menor que 0% ou menor que 1,0%. Portanto, o limite inferior da mesma pode ser ajustado para 0% ou 1,0%. Em consideração a um aumento nos custos devido a um aumento nas quantidades dos elementos de liga, a razão de diferença de dureza ΔHv/Hvs (%) pode ser 3,0% ou mais. A dureza na porção de camada da superfície e a dureza na porção central de espessura são durezas Vickers HV5 em uma temperatura ambiente e são medida com base em JIS Z 2244:2009. A dureza na porção de camada da superfície é medida pelo uso de uma seção paralela à direção de laminação e a direção de espessura da placa de aço como uma medição superfície, e é o valor médio de durezas Vickers HV5 medida em uma faixa de 1 mm a 5 mm a partir da superfície da placa de aço na direção de espessura. Na medição da dureza na porção de camada da superfície e na placa de aço, as durezas Vickers em um total de 25 ponto, 5 pontos pelo menos cada 1 mm na faixa são medidos. A dureza na porção central de espessura é o valor médio de durezas Vickers HV5 medidas em uma faixa de ±5 mm (10 mm em espessura total) a partir da porção central de espessura da placa de aço na direção de espessura na superfície de medição. Na medição da dureza na porção central de espessura da placa de aço, durezas Vickers em um total de 55 pontos, 5 pontos pelo menos a cada 1 mm na faixa são medidos.

[0065] Na placa de aço de acordo com essa modalidade, a dureza na porção de camada da superfície Hvs em temperatura ambiente é 400 ou mais em termos de dureza Vickers (HV5). Quando a dureza na porção de camada da superfície Hvs é menor que 400 em termos de dureza Vickers (HV5), a força da dureza na porção de camada da superfície da placa de aço é insuficiente, e não pode ser usada para aplicações tais como máquinas de construção e máquinas industriais. De modo a melhorar a resistência ao desgaste, a dureza na porção de camada da superfície Hvs em temperatura ambiente pode ser 440 ou mais, 460 ou mais, 480 ou mais ou 500 ou mais em termos de dureza Vickers (Hv5).

[0066] A placa, de aço de acordo com essa modalidade, exibe dureza muito alta a partir da dureza na porção de camada da superfície para a dureza na porção central de espessura e resistência à tração muito alta. Como necessário, a resistência à tração (TS) da mesma em temperatura ambiente pode ser ajustada para 1.000 MPa ou mais, 1.200 MPa ou mais, 1350 MPa ou mais ou 1.500 MPa ou mais. O limite superior da resistência à tração não precisa ser particularmente de- terminado, mas pode ser 2.300 MPa ou menor. A resistência à tração é medida com base em JIS Z 2241:2011 extraindo-se uma peça de teste de espessura geral (isto é, uma peça de teste em formato de placa) ou uma peça de teste de barra redonda a partir de uma posição (T/4) na direção contrária da superfície da placa de aço em 1/4 da espessura de aço T.

[0067] A placa de aço, de acordo com essa modalidade, é uma placa de aço fabricada por laminação a quente e é uma placa de aço que tem uma espessura de aço de 40 mm ou mais, preferencialmente 42 mm ou mais ou 50 mm ou mais, e mais preferencialmente 60 mm ou mais ou 80 mm ou mais. O limite superior da espessura de aço não é particularmente especificado, e pode ser 150 mm dependendo da aplicação. Em consideração à homogeneização das propriedades da placa de aço na direção de espessura, a espessura de aço pode ser ajustada para 100 mm ou menos.

[0068] Um método para fabricação da placa de aço, de acordo com essa modalidade, será descrito. Nessa modalidade, a peça de aço que tem a composição química descrita acima pode ser fabricada por um método conhecido, tais como um método de fundição contínua de um método de encandeamento e de produção de lingotes após der- retimento em um processo de refinamento típico que usa um conversor, uma fornalha elétrica ou similares, e não há limitação particular.

[0069] Nessa modalidade, a peça de aço obtida por fundição é laminada a quente, arrefecida com água como se encontra, ou arrefecida a ar, e depois disso reaquecida e endurecida, fabricando, desse modo, a placa de aço. No entanto, a placa de aço é endurecida, mas não é submetida a um tratamento de aquecimento tal como têmpera.

[0070] Um aço pode ser submetido a derretimento, fundição e, depois disso, laminação a quente como se encontra. No entanto, uma peça de aço pode ser arrefecida uma vez para temperatura ambiente, reaquecida para uma temperatura do ponto Ac3 ou maior, e, então, laminada a quente. O ponto Ac3 é uma temperatura em que a estrutura do aço se torna austenita (transformação austenítica é concluída) devido a uma elevação na temperatura. A temperatura de aquecimento da laminação a quente é ajustada para preferencialmente 900 °C ou maior, e mais preferencialmente 1000 °C ou maior, de modo a reduzir a resistência à deformação. Por outro lado, quando a temperatura de aquecimento da laminação a quente é muito alta, a estrutura se torna áspera e a resistibilidade da placa de aço em baixa temperatura algumas vezes diminui. Portanto, a temperatura de aquecimento é preferencialmente 1250 °C ou inferior. A temperatura de aquecimento é mais preferencialmente 1200 °C ou inferior, e ainda mais preferencialmente 1150 °C ou inferior.

[0071] É preferível que a laminação a quente seja finalizada no ponto Ar3 ou maior, que é a temperatura em que a transformação ferrí- tica inicia por uma diminuição na temperatura. O ponto Ac3 e o ponto Ar3 podem ser obtidos pela extração de uma peça de teste a partir de uma peça de aço e obtenção de um comportamento de expansão térmica no instante do aquecimento e arrefecimento. A placa de aço é endurecida a uma temperatura de 250 °C ou inferior imediatamente após a laminação a quente, ou é arrefecida a ar após a laminação a quente, reaquecida para uma temperatura do ponto Ac3 point ou maior, endurecida a uma temperatura de 250 °C ou inferior. EXEMPLOS

[0072] Doravante, a presente invenção será descrita em mais detalhes através do emprego de exemplos da placa de aço de acordo com a presente invenção. No entanto, a presente invenção não é limitada aos exemplos a seguir como uma questão de curso, e pode ser implementada pela adição apropriada de mudanças dentro de uma faixa que seja apropriada para a essência da presente invenção, e to das das tais mudanças são incluídas no escopo técnico da presente invenção.

[0073] Um aço que tem uma composição química mostrada na Tabela 2 foi derretido, fundido, depois disso laminado a quente em uma placa de aço que tem uma espessura de aço mostrada na Tabela 3 e arrefecido a ar para temperatura ambiente. Depois disso, uma placa de aço que tem uma espessura de aço de 40 mm ou mais foi fabricada através do aumento da temperatura para uma temperatura de endurecimento mostrada na Tabela 3 e realização de endurecimento na mesma. Uma peça de teste foi extraída a partir da placa de aço obtida, e através do uso de uma seção da placa de aço paralela à direção de laminação e à direção de espessura como uma superfície de teste, as durezas Vickers na porção de camada da superfície e na porção central de espessura foram medidas com base em JIS Z 2244:2009 em temperatura ambiente com uma força de teste de 49,03 N (5 kgf). A dureza Vickers (uma dureza na porção de camada da superfície) Hvs na porção de camada da superfície foi obtida pela medição de durezas Vickers em um total de 25 pontos, 5 pontos a cada 1 mm, em uma faixa (porção de camada da superfície) de 1 mm a 5 mm a partir da superfície da placa de aço na direção de espessura, e obtenção do valor médio (média aritmética) da mesma. A dureza Vickers (dureza em uma porção central de espessura) Hvc da porção central de espessura foi obtida por medição das durezas Vickers em um total de 55 pontos, 5 pontos a cada 1 mm, em uma faixa de ±5 mm (10 mm em espessura total) a partir da porção central de espessura da placa de aço na direção de espessura, e obtenção do valor médio (média aritmética) da mesma. Usando-se os valores da dureza na porção de camada da superfície Hvs e a dureza na porção central de espessura Hvc obtida como descrito acima, a razão de diferença de dureza ΔHv/Hvs (%) que representa a diferença de dureza entre a porção de camada da superfície e a porção central de espessura da placa de aço em uma temperatura ambiente foi obtida. A razão de diferença de dureza ΔHv/Hvs (%) é expressa pela Equação (b). ΔHv/Hvs (%) = 100 x (Hvs - Hvc)/Hvs ...(b)

[0074] Adicionalmente, uma amostra foi recortada a partir da placa de aço, e um teste de dureza Vickers em alta temperatura foi conduzido na mesma com base em JIS Z 2252-1991 a 400 °C com uma força de teste de 9,807 N (1 kgf). Consequentemente, a dureza em alta temperatura (HV1) na porção de camada da superfície da placa de aço foi obtida. A medição da dureza em alta temperatura na porção de camada da superfície foi realizada sob a mesma condição que a porção de camada do teste de dureza de superfície Vickers (temperatura ambiente), exceto pelo controle de temperatura e força de teste. Ademais, uma peça de teste Charpy entalhada em V de tamanho total em uma direção paralela à direção de laminação foi recortada a partir de uma posição (T/4) na direção contrária da superfície da placa de aço em 1/4 da espessura de aço T, e uma energia absorvida de Charpy (vE0) a 0 °C foi medida com base em JIS Z 2242:2005.

[0075] Os critérios de avaliação itens são como a seguir. Em relação à dureza na porção de camada da superfície Hvs (HV5) e à dureza na porção central de espessura Hvc (HV5), uma dureza de 400 ou mais foi determinada como sendo boa do ponto de vista de resistência ao desgaste, e uma dureza de 600 ou menor foi determinada como sendo boa do ponto de vista de trabalhabilidade de corte. Em relação à dureza em alta temperatura (HV5) na porção de camada da superfí-cie, uma dureza de 300 ou mais foi determinada como sendo boa do ponto de vista de resistência ao desgaste em altas temperaturas. Uma energia absorvida de Charpy em 0 °C de 15 J ou mais foi determinada como sendo boa.

[0076] Os resultados são mostrados na tabela 3. Nos n° 1 a 18, os parâmetros da composição química, que incluem o índice Q, o equivalente de carbono Ceq (%) e a espessura de aço T estão dentro das faixas da presente invenção, e a razão de diferença de dureza ΔHv/Hvs entre a porção de camada da superfície e a porção central é 15,0% ou menor. Qualquer um desse aços é uma placa de aço excelente na dureza na porção de camada da superfície Hvs, na dureza na porção central de espessura Hvc, na dureza em alta temperatura na porção de camada da superfície e na energia absorvida de Charpy em 0°C.

Vazio significa que o elemento não está intencionalmente contido. Sublinhado significa fora da faixa da presente invenção.

Sublinhado significa fora da faixa da presente invenção ou fora da faixa de propriedades preferíveis.

[0077] Por outro lado, os nos 101 a 115 na Tabela 3 são exemplos comparativos, e as composições químicas que incluem o valor Q estão fora das faixas da presente invenção. Os nos 101 a 103 são exemplos em que o valor Q foi baixo em relação à espessura de aço, e a razão de diferença de dureza ΔHv/Hvs (%) ultrapassou 15,0%.

[0078] O no 106 é um exemplo em que o teor de Si foi insuficiente e a dureza em alta temperatura na porção de camada da superfície aumentou. Por outro lado, o no 107 é um exemplo em que o teor de Si foi grande e a resistibilidade aumentou.

[0079] Os nos 104, 108 e 114 são exemplos em que o teor de C, o teor de Mn e o teor de B foram insuficientes, respectivamente, e a dureza na porção de camada da superfície Hvs, a dureza na porção central de espessura Hvc e a dureza em alta temperatura na porção de camada da superfície diminuíram.

[0080] O no 110 em que o teor de Cr foi insuficiente é um exemplo em que a resistibilidade diminuiu adicionalmente à dureza na porção de camada da superfície Hvs, à dureza na porção central de espessura Hvc e à dureza em alta temperatura na porção de camada da superfície.

[0081] O no 112 em que o teor de Mo foi insuficiente é um exemplo em que a dureza na porção central de espessura Hvc, a dureza em alta temperatura na porção de camada da superfície e a resistibilidade diminuíram.

[0082] O no 105 é um exemplo em que o teor de C foi grande e a dureza na porção de camada da superfície Hvs foi excessivamente alta.

[0083] O no 109 Com um alto teor de Mn, o no 111 com um alto teor de Cr e o no 113 com um alto teor de Mo são exemplos em que a resistibilidade diminuiu.

[0084] O no 115 com um teor de B excessivo é um exemplo em que a dureza na porção de camada da superfície Hvs, a dureza na porção central de espessura Hvc e a dureza em alta temperatura na porção de camada da superfície diminuíram.

[0085] Em todos os exemplos, o teor de O foi 0,006% ou menos, e todo o teor de Sb, o teor de Sn e o teor de As foram 0,01% ou menos.

[0086] Como descrito acima, nos Exemplos Comparativos nos 101 a 115 em que qualquer um ou mais dentre a composição química e o valor Q estavam fora das faixas da presente invenção, pelo menos uma da razão de diferença de dureza ΔHv/Hvs, a dureza na porção de camada da superfície Hvs, a dureza em uma porção central de espessura Hvc, a dureza em alta temperatura na porção de camada da superfície e a resistibilidade não alcançaram os critérios de avaliação determinados como sendo bons.

Claims

1. Placa de aço caracterizada pelo fato de que compreende, como uma composição química, em % em massa: C: 0,20% a 0,35%; Si: mais do que 1,00% a 2,00%; Mn: 0,60% a 2,00%; Cr: 0,10% a 2,00%; Mo: 0,05% a 1,00%; Al: 0,010% a 0,100%; N: 0,0020% a 0,0100%; B: 0,0003% a 0,0020%; P: 0,0200% ou menos; 5: menos do que 0,0100%; Cu: 0% a 0,500%; Ni: 0% a 1,00%; Nb: 0% a 0,050%; V: 0% a 0,120%; Ti: 0% a 0,025%; Ca: 0% a 0,050%; Mg: 0% a 0,050%; REM: 0% a 0,100%; e um restante que consiste em Fe e impurezas, em que um índice Q obtido pela Equação (1) é 0,00 ou mais, um equivalente de carbono Ceq (%) obtido pela Equação (2) é menos que 0,800%, uma razão de uma diferença entre uma dureza em uma porção de camada da superfície e uma dureza em uma porção central de espessura para a dureza na porção de camada da superfície em uma temperatura ambiente é 15,0% ou menos, e a dureza na porção de camada da superfície em uma temperatura ambiente é 400 ou mais em termos de dureza Vickers, e uma espessura de aço T é 40 mm ou mais, Q = 0,18 -1,3(logT) + 0,75(2,7 * [C] + [Mn] + 0,45 x [Ni] + 0,8 * [Cr] + 2 x [Mo]) „.(1) Ceq (%) = [C] + [Mn]/6 + [Si]/24 + [Ni]/40 + [Cr]/5 + [Mo]/4 + [V]/4 -(2) em que o índice Q de Equação (1) é calculado substituindo- se um valor numérico da espessura de aço T (mm), um valor numérico de uma quantidade [X] de cada elemento X em termos de % em massa e 0 em um caso em que o elemento X não está contido, o equivalente de carbono Ceq (%)de Equação (2) é calculado substituindo-se um valor numérico de uma quantidade [X] de cada elemento X em termos de % em massa e 0 em um caso em que o elemento X não está contido.

2. Placa de aço, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o índice Q é 0,04 ou mais, e a razão é 13,0% ou menos.

3. Placa de aço, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que compreende, como a composição química, em % em massa, Ni é 0,05% a 1,00%.

4. Placa de aço, de acordo com as qualquer uma das rei-vindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que compreende, como a composição química, em % em massa, Mn é 0,63% a 2,00%.